Ученые подтвердили важную роль Юпитера и Сатурна в образовании Солнечной системы

Миграция Юпитера и Сатурна в направлении Солнца оказала решающее влияние на формирование планет, в частности, «путешествия» этих газовых гигантов привели к тому, что Марс оказался значительно меньше и легче, чем его собраться по классу — Земля и Венера, пишут французские и американские астрономы в статье, опубликованной в журнале Nature.

Согласно современным представлениям, формирование Солнечной системы началось около 4,6 миллиарда лет назад с гравитационного коллапса небольшой части гигантского межзвездного молекулярного облака. Большая часть вещества пошла на образование звезды — Солнца. Из остального вещества, не попавшего в центр, сформировался вращающийся протопланетный диск, из которого в дальнейшем возникли планеты, их спутники, астероиды и другие малые тела Солнечной системы.

Ранее считалось, что все планеты сформировались приблизительно на тех орбитах, где они находятся сейчас, однако в конце 20 - начале 21 века эта точка зрения радикально изменилась. Вполне возможно, что на заре своего существования Солнечная система выглядела совсем не так, как она выглядит сейчас.

Ученые полагают, что орбиты планет-гигантов, прежде всего Юпитера и Сатурна, постепенно менялись во время формирования Солнечной Системы, что непосредственно влияло на формирование протопланетных тел и их взаимодействие в пределах пояса планет земного типа.

Группа астрономов под руководством Дэвида О`Брайана из института планетологии города Тусон проверила эту гипотезу. Ученые разработали компьютерную модель эволюции протопланетного диска и получили несколько интересных выводов. Результаты симуляции показали, что Юпитер и Сатурн в процессе формирования Солнечной системы несколько раз меняли свои орбиты, приблизившись к светилу на расстояние, чуть большее 1 астрономической единицы (среднее расстояние между Солнцем и Землей, сейчас Юпитер находится на расстоянии 5,2 астрономической единицы). В дальнейшем, гравитационное взаимодействие между ними привело к тому, что они постепенно удалялись от Солнца до тех пор, пока их орбита не стабилизировалась.

Современный пояс астероидов между Марсом и Юпитером, который не укладывался в теорию «миграций» планет-гигантов, получил свои современные очертания и состав именно из-за взаимодействия с Юпитером и Сатурном.

Несмотря на то, что планеты-гиганты «выбросили» часть астероидов и протопланетных тел из этой зоны, они обогатили внутренний протопланетный диск астероидами класса C (астероиды с большим содержанием углерода). Этот факт не только объясняет наличие «легких» и «тяжелых» объектов в поясе астероидов, но и позволяет объяснить огромные запасы воды на Земле (вода является летучим соединением, и не должна была присутствовать в таких количествах на планетах земной группы).

«Результаты моделирования потрясают воображение. Эксперимент показывает, что теории миграции Юпитера не только не противоречат существованию пояса астероидов, но и позволяют объяснить некоторые свойства пояса, которые мы не могли понять до этого», — говорит Кевин Уолш, один из участников исследовательской группы.

Кроме того, исследование показывает, что Марс сформировался не так, как Земля и Венера. Красная планета была сформирована из протопланетных тел, которые были выброшены из пределов протопланетного диска в результате гравитационных возмущений, вызванных перемещениями Юпитера и Сатурна. Как считают ученые, это объясняет небольшие размеры и массу красной планеты.